Представьте себе крошечное устройство, уютно устроившееся в земле и годами вырабатывающее электричество благодаря естественному танцу микробов. Эта футуристическая мечта стала ближе к реальности благодаря “топливному элементу, работающему на грязи”, разработанному исследователями Северо-Западного университета.
Такие микробные топливные элементы (МТЭ) не новы, но их практическое применение было затруднено из-за нестабильной работы и зависимости от постоянного наличия воды и кислорода, что является проблемой при закапывании в почву. Команда Северо-Западного университета решила эту проблему с помощью продуманной конструкции, напоминающей вертикальный картридж, посаженный в землю.
Эта конструкция обладает несколькими ключевыми особенностями:
Дискообразный анод из углеродного войлока: зарытый глубоко, он улавливает электроны, выделяемые микробами, разлагающими почву.
Вертикальный проводящий катод: расположенный сверху, он способствует поглощению кислорода, оставаясь доступным даже во время наводнений.
Воздушный зазор и защитный колпачок: обеспечивают постоянный доступ кислорода к катоду и предотвращают попадание мусора.
Гидроизоляционное покрытие: сохраняет работоспособность верхней части катода даже при погружении в воду.
Эта оригинальная конструкция отличается своей эффективностью. В 68 раз больше энергии, чем требуется для внутренних операций и передачи данных. Постоянная мощность при различном уровне влажности почвы, включая сухие условия.
Потенциал работы практически безграничен, пока органический углерод служит топливом для микробов.
Хотя эта технология не предназначена для питания автомобилей или смартфонов, она позволяет создать долговечные и не требующие особого ухода разнообразные датчики.